Raum-Zeit-Loops können schwarze Löcher erklären.

Physik kann nicht beschreiben was passiert im Inneren eines schwarzen Lochs. Dort aktuelle Theorien brechen, und allgemeine Relativitätstheorie kollidiert mit der Quantenmechanik, erstellen, was eine Singularität genannt hat oder ein Punkt am Blockpraktika Gleichungen ausspucken Unendlichkeiten.

Aber einige fortgeschrittene Physik Theorien versuchen, die Lücke zwischen der allgemeinen Relativitätstheorie und die Quantenmechanik, verstanden, was wirklich in die dichtesten Objekte im Universum vor sich geht. Vor kurzem Wissenschaftler eine Theorie namens Schleifen-Quantengravitation auf den Fall von schwarzen Löchern angewendet, und festgestellt, dass innerhalb dieser Objekte, Raum und Zeit extrem gebogen werden können, aber die Schwerkraft dort ist nicht unendlich, wie allgemeine Relativitätstheorie vorhersagt.

Dies war das erste Mal Wissenschaftler die volle Loop-Quantengravitation zu schwarzen Löchern angewendet haben, und die Ergebnisse waren ermutigend, sagte der Forscher.

"Was sie getan haben einen großen Schritt, weil sie es geschafft haben zu viel umfassendere beschreiben, was wirklich passiert, in der Nähe der schwarzen Lochs Singularität mit Schleifen-Quantengravitation," sagte Abhay Ashtekar, ein Physiker, der Studien loop-Quantengravitation an der Pennsylvania State University, der nicht in die neue Forschung beteiligt war." Wir haben nicht noch ein klares Bild über die Einzelheiten dessen, was geschieht. Also öffnet es eine neue Tür, die anderen Menschen werden folgen." [Bilder: schwarze Löcher des Universums]

Ein schwarzes Loch entsteht, wenn ein großer Star nicht Kraftstoff für die Kernfusion genügend und unter seiner eigenen Schwerkraft kollabiert. Äußeren Schichten des Sterns vertrieben, und Kern verliebt sich in sich selbst, mit dem Zug von Schwerkraft werden immer stärker, bis was übrig bleibt, der Kern Masse komprimiert in einer sehr kleinen Fläche ist. Laut allgemeiner Relativitätstheorie, dieser Bereich ist einem einzigen Punkt der Raumzeit, und die Dichte es ist unendlich groß – eine Singularität.

Aber die meisten Wissenschaftler glauben Singularitäten existieren nicht wirklich, dass sie sind nur ein Zeichen, dass Gleichungen zusammengebrochen sind und nicht Realität angemessen zu beschreiben. Schleifen-Quantengravitation erscheint eine Verbesserung gegenüber der allgemeinen Relativitätstheorie schwarze Löcher zu beschreiben, weil es keine Singularität produziert.

Die Idee basiert auf dem Konzept der "Quantisierung", die eine Entität in einzelne Teile zerfällt. Whilequantum Mechanik sagt Atome existieren in quantisierte, diskrete Zustände, Schleifen-Quantengravitation postuliert, dass die Raumzeit selbst erfolgt der quantisierten, diskrete Bits, in Form von winzigen, eindimensionale Schleifen.

"Die Schleife bedeutet die grundlegenden Erregungen der Raumzeit selbst sind eindimensional in der Natur," sagte Jorge Pullin, ein Physiker an der Louisiana State University, Co-die neue Studie mit Rodolfo Gambini der Universität der Republik in Montevideo, Uruguay Autor. "Der grundlegende Baustein ist eine Schleife oder Netzwerk Schleifen." Denken Sie für ein visuelles Bild an ein Mesh-Gewebe."

Auf diese Weise der Darstellung Raumzeit ändert Grundlagenphysik, vor allem in extremen Settingssuch als schwarze Löcher oder Big Bang – das wird gedacht, um das Universum geboren haben. Der Big Bang, wie schwarze Löcher, ist unbeschreiblich unter Allgemeine Relativitätstheorie, nur als eine Singularität verstanden.

"Das Thema wirklich zog im Jahr 2005, als es klar war, Schleifen-Quantengravitation kann natürlich lösen die Urknallsingularität und, dass Quanten die Raumzeit ist viel größer als was Einstein vorstellte," Ashtekar sagte SPACE.com.

Pullin und Gambini sagte, ihre Arbeit ist nur ein erster Schritt, weit davon entfernt eine vollständige Beschreibung der die wahre Komplexität von schwarzen Löchern.

"Dieses Modell was, das wir gemacht haben, ist sehr einfach", sagte Pullin. Unter ihrer vereinfachten Modell "das schwarze Loch für immer existiert und nicht entwickeln. Folglich kann ich nicht sagen, genau was die Natur will in ein schwarzes Loch zu tun. Es könnte sein, dass die Singularität durch eine Region, das bekommt hoch gewölbt ersetzt wird, aber nicht unendlich gekrümmt. Oder es könnte sein, dass es einfach keinen Sinn – Sie erhalten eine Region, die wie klassischen Raum-Zeit-Verhalten nicht. Es würde mit Partikeln auf unterschiedliche Weise interagieren als wir normalerweise denken."

Nun, sie diese Schritt erreicht haben, hoffen die Forscher, ihre Arbeit zu gelangen, indem Sie die schwarzen Löcher in ihrem Modell, dynamische und veränderbar.

"Die schwarzen Löcher, die wir untersucht wurden in einem leeren Raum – in ihnen egal war. "sie waren reine Raumzeit", sagte Pullin." Wir versuchen übrigens hinzufügen, denn dann ist es Addsdynamics. "Wir sind jetzt in der Mitte das."

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Physical Review Letters 23 Mai veröffentlicht.

Dieser Geschichte wurde zur Verfügung gestellt von SPACE.com, eine Schwester Website zu LiveScience. Folgen Sie Clara Moskowitz auf Twitter und Google + . Folgen Sie uns @Spacedotcom, Facebook und Google +.